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光楔

作者:爱百科

顶角很小(一般小于1/10弧度)的棱镜,就叫作光楔,又叫楔镜。在光线垂直或接近垂直射入光楔时,偏向角θ=(n-1)A。其中n为光楔介质的折射率。因此产生的偏折很小,且与入射角无关。光学仪器中常将两光楔组合在一起,使二者相对转动以产生不同的偏向角,或把光线的最小偏向角转换为两光楔的相对转角,用来补偿测量光线的小角度偏差,在军用测距仪、照像机取景器等许多光学仪器中都有应用。

光楔介绍

顶角很小(一般小于1/10弧度)的棱镜,就叫作光楔,又叫楔镜。在光线垂直或接近垂直射入光楔时,偏向角θ=(n-1)A。其中n为光楔介质的折射率。因此产生的偏折很小,且与入射角无关。光学仪器中常将两光楔组合在一起,使二者相对转动以产生不同的偏向角,或把光线的最小偏向角转换为两光楔的相对转角,用来补偿测量光线的小角度偏差,在军用测距仪、照像机取景器等许多光学仪器中都有应用。

光楔术语解释

顶角很小(一般小于1/10弧度)的棱镜,就叫作光楔,又叫楔镜。在光线垂直或接近垂直射入光楔时,偏向角θ=(n-1)A。其中n为光楔介质的折射率。因此产生的偏折很小,且与入射角无关。光学仪器中常将两光楔组合在一起,使二者相对转动以产生不同的偏向角,或把光线的最小偏向角转换为两光楔的相对转角,用来补偿测量光线的小角度偏差,在军用测距仪、照像机取景器等许多光学仪器中都有应用。

光楔折射棱镜

光楔定义

利用表面的折射作用,工作面为两个折射面,叫做折射棱镜。

光楔偏向角

基本公式如下:

对于给定的棱镜,α和n为定值,所以由上式可知,偏向角

只与

有关。可以证明,当

时,其偏向角最小。上式可写为

光楔最大顶角

当第一折射表面入射角I1小到某一数值时,光线在第二表面的入射角可能大于临界角而发生全反射,在第二表面上无出射光线,光线反射到第三表面上去了

只有入射角大于

的光线才能通过棱镜折射。

当入射光线和出射光线都分别同两个折射面平行时,对应着棱镜的最大顶角。

所以,当

时,将没有光通过棱镜。

光楔最小偏向角

只是

的函数,并且存在一最小值,即最小偏向角

即在

的情况下,光线的路径是对称的。

光楔应用

通过测量

来计算材料的折射率n

将被测玻璃作成棱镜,顶角α取60°左右,然后用测角仪测出角α的精确值。当测得最小偏向角后,即可用上式求得被测棱镜的折射率

在各种分光计和单色仪中都有广泛应用。

折射角α很小很小,α→0 ,棱镜→平板,

α很小,为光楔。

光楔概念引出

(1)

有一定大小,

(2)

很小。

当光线垂直或近于垂直射入光楔时,其所产生的偏向角仅和n、α有关,光楔的最小偏向角。

光楔光楔组合

光学仪器中,常利用两个光楔的组合,使它们分别绕一公共轴心旋转,用以产生不同的偏向角,构成“可变折光本领”棱镜。合成折光本领为:

这里,

为两个光楔之间的夹角。

时,

光楔是光学系统中对光线小角度偏折的元件,通常一对光楔配对使用,分别旋转两个光楔,可以使出射光线位于一个以入射光为轴线的角锥体内的任意方向上 。

光楔特殊应用

光楔作用

(1)测小角度偏差

(2)光路偏折和补偿作用

(3)测微小位移

将双光楔产生的微小偏向角δ转换为两光楔间相对较大的旋转角度

光楔测微系统

可将垂轴方向的微小位移Δy转换为沿轴方向的大位移Δz。

出射光线相对于入射光线在垂轴方向产生的平移为:

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